7 函数表达式

本章内容

  • 函数表达式的特征
  • 使用函数实现递归
  • 使用闭包定义私有变量

定义函数的方式有两种:一种是函数声明,另一种就是函数表达式。函数声明的语法是这样的。

function functionName(arg0, arg1, arg2) {
//函数体
}

函数声明的一个重要特征就是函数声明提升,意思是在执行代码之前会先读取函数声明。这就意味着可以把函数声明放在调用它的语句后面。

sayHi ();
function sayHi () {
  alert("Hi!");
}

第二种创建函数的方式是使用函数表达式。函数表达式有几种不同的语法形式。最常见的是

var functionName = function(arg0, arg1, arg2) {
//函数体
};

这种情况下创建的函数叫匿名函数,因为 function关键字后面没有标识符。
函数表达式与其他表达式一样,在使用前必须先赋值。

7.1 递归

递归函数是在一个函数通过名字调用自身的情况下构成的。

function factorial (num) {
  if (num <= 1) {
    return 1;
  } else {
    return num * factorial(num-1);
  }
}

表面上没有问题,下面的代码却可能导致出错

var anotherFactorial = factorial;
factorial = null;
alert(anotherFactorial (4));  //出错!

因为在调用anotherFactorial()时,由于必须执行 factorial(),而它已不是函数,所以导致了错误。使用arguments.callee可以解决这个问题。

function factorial (num) {
  if (num <= 1) {
    return 1;
  } else {
    return num * arguments.callee(num-1);
  }
}

在编写递归函数时,使用arguments.callee总比使用函数名更保险。
但在严格模式下,不能通过脚本访问arguments.callee。不过,可以使用命名函数表达式达到相同的结果。

var factorial = (function f(num) {
  if (num <= 1) {
    return 1;
  } else {
    return num * f(num-1);
  }
});

7.2 闭包

不少开发人员总是搞不清匿名函数和闭包这两个概念,因此经常混用。闭包是指有权访问另一个函数作用域中的变量的函数。创建闭包的常见方式,就是在一个函数内部创建另一个函数。

function createComparisonFunction(propertyName) {
  return function(object1, object2) {
    var value1 = object1[propertyName];
    var value2 = object2[propertyName];
    // if 判断 value1 value2
  }
}

内部函数中的代码访问了外部函数中的变量propertyName。之所以还能够访问这个变量,是因为内部函数的作用域链中包含createComparisonFunction()的作用域。
有关如何创建作用域链和作用域链有什么作用的细节,对彻底理解闭包至关重要。当某个函数第一次被调用时,会创建一个执行环境及相应的作用域链,并把作用域链赋值给一个特殊的内部属性(即[[Scope]])。然后,使用this, arguments和其他命名参数的值来初始化函数的活动对象。但在作用域链中,外部函数的活动对象始终处于第二位,外部函数的外部函数的活动对象处于第三位,。。。直至作为作用域链终点的全局执行环境。
一般来讲,当函数执行完毕后,局部活动对象就会被销毁,内存中仅保存全局作用域。但闭包的情况又有所不同。
createComparisonFunction()函数返回后,其执行环境的作用域链会被销毁,但他的活动对象仍然留在内存中,直到匿名函数被销毁后,createComparisonFunction()的活动对象才会被销毁。

//创建函数
var compareNames = createComparisonFunction('name');
//调用函数
var result = compareNames({name: 'nic'}, {name: 'Greg'});
//解除对匿名函数的引用
compareNames = null;

占用更多的内存,慎重使用闭包

7.2.1 闭包与变量

作用域链的这种配置机制引出了一个值得注意的副作用,即闭包只能取得包含函数中任何变量的最后一个值。闭包所保存的是整个变量对象,而不是某个特殊的变量。

function createFunctions() {
  var result = new Array();

  for (var i = 0; i < 10; i++) {
    result[i] = function() {return i};
  }
  return result;
}

实际上,函数数组中的每个函数都返回 10。因为每个函数的作用域保存的活动对象引用的都是同一个变量 i 。但是,我们可以通过创建另一个匿名函数强制让闭包的行为符合预期。

function createFunctions() {
  var result = new Array();
  for (var i=0; i < 10; i++) {
    result[i] = function(num){
      return function() {
        return num;
      }
    }(i);
  }
  return result;
}

7.2.2 关于 this 对象

this对象是在运行时基于函数的执行环境绑定的:在全局函数中,this等于window,而当函数被作为某个对象的方法调用时,this等于那个对象。不过,匿名函数的执行环境具有全局性,因此其this对象通常指向window。但有时候由于编写闭包的方式不同,这一点可能不会那么明显。

thisarguments也存在同样的问题。如果想访问作用域中的arguments对象,必须将对该对象的引用保存到另一个闭包能够访问的变量中。

7.2.3 内存泄漏

7.3 模仿块级作用域

JavaScript 没有块级作用域的概念。这意味着在块语句中定义的变量,实际上是在包含函数中而非语句中创建的。

function outputNumbers(count) {
  for (var i = 0; i< count; i++) {
    alert(i);
  }
  var i;   //重新声明变量
  alert(i);  //计数
}

JavaScript 从来不会告诉你是否多次声明了同一个变量;它只会对后续的声明视而不见(不过,它会执行后续声明中的变量初始化)。匿名函数可以用来模仿块级作用域并避免这个问题。

(function() {
  //这里是块级作用域
}) ();

该代码定义并立即调用了一个匿名函数。将函数声明包含在一对圆括号中,表示它实际上是一个函数表达式。而紧随其后的另一对圆括号会立即调用这个函数。
无论在什么地方,只要临时需要一些变量,就可以使用私有作用域。

function outputNumbers(count) {
  (function () {
    for (var i = 0; i < count; i++) {
      alert(i);
    }
  }) ();
  alert(i);  //导致一个错误!
}

在匿名函数中定义的任何变量,都会在执行结束时被销毁。
通过创建私有作用域,每个开发人员既可以使用自己的变量,又不必担心搞乱全局作用域。

这种做法可以减少闭包占用的内存问题,因为没有指向匿名函数的引用。只要函数执行完毕,就可以立即销毁其作用域链了。

7.4 私有变量

任何在函数中定义的变量,都可以认为是私有变量,因为不能在函数的外部访问这些变量。私有变量包括函数的参数,局部变量和在函数内部定义的其他函数。

function add(num1, num2) {
  var sum = num1 + num2;
  return sum;
}

在函数内部可以访问这几个变量,但在外部不能访问。如果在这个函数内部创建一个闭包,那么闭包通过自己的作用域链也可以访问这些变量。而利用这一点,就可以创建用于访问私有变量的共有方法。
有两种在对象上创建特权方法的方式。第一种是在构造函数中定义特权方法,基本模式如下。

function MyObject() {
  //私有变量和私有函数
  var privateVariable = 10;
  function privateFunction () {
    return false;
  }
  //特权方法
  this.publicMethod = function () {
    privateVariable++;
    return privateFunction();
  };
}

构造函数模式的缺点是针对每个实例都会创建同样一组新方法,而使用静态私有变量来实现特权方法就可以避免这个问题。

7.4.1 静态私有变量

通过在私有作用域中定义私有变量或函数,同样也可以创建特权方法,其基本模式如下所示。

(function () {
  //私有变量和私有函数
  var privateValue = 10;
  function privateFunction () {
    return false;
  }
  //构造函数
  MyObject = function () {};

  //共有/特权方法
  MyObject.prototype.publicMethod = function () {
    privateVariable++;
    return privateFunction();
  };
}) ();

注意,这里MyObject是全局变量,能够在私有作用域之外被访问到。在严格模式下会出错。

多查找作用域链中的一个层次,就会在一定程度上影响查找速度。而这正是使用闭包和私有变量的一个明显的不足之处。

7.4.2 模块模式

道格拉斯所说的模块模式则是为单例创建私有变量和特权方法。所谓单例,就是只有一个实例的对象。按照惯例,JavaScript 是以对象字面量的方式来创建单例对象的。

var singleton = {
  name: value,
  method: function () {
    //这里是方法的代码
  }
};

模块模式通过为单例添加私有变量和特权方法能够使其得到增强,其语法形式如下:

var singleton = function () {
  //私有变量和私有函数
  var privateVariable = 10;
  function privateFunction () {
    return false;
  }
  //特权方法和属性
  return {
    publicProperty: true,
    publicMethod: function () {
      privateVariable++;
      return privateFunction();
    }
  };
}();

返回的对象字面量中只包含可以公开的属性和方法。

7.4.3 增强的模块模式

在返回对象之前假如对其增强的代码。这种增强的模块模式适合那些单例必须是某种类型的实例,同时还必须添加某些属性或方法对其加以增强的情况。

var object = new CustomType();
object.publicProperty = true;
object.publicMethod = function () {
  privateVariable++;
  return privateFunction();
};
return object;

7.5 小结

  • 函数表达式不同于函数声明。函数声明要求有名字,但函数表达式不需要。没有名字的函数表达式也叫做匿名函数。
  • 在无法确定如何引用函数的情况下,递归函数就会变得比较复杂;
  • 递归函数应该始终使用 arguments.callee来递归地调用自身,不要使用函数名--函数名可能会发生变化。

当在函数内部定义了其他函数时,就创建了闭包。闭包有权访问包含函数内部的所有变量,原理如下。

  • 在后台执行环境中,闭包的作用域链包含着它自己的作用域,包含函数的作用域和全局作用域。
  • 通常,函数的作用域及其所有变量都会在函数执行结束后被销毁。
  • 但是,当函数返回了一个闭包时,这个函数的作用域将会一直在内存中保存到闭包不存在为止。

使用闭包可以模仿块级作用域。

  • 创建并立即调用一个函数,这样既可以执行其中的代码,又不会在内存中留下对该函数的引用。
  • 结果就是函数内部的所有变量被立即销毁--除非将某些变量赋值给了包含作用域(即外部作用域)中的变量。

闭包还可以用于在对象中创建私有变量。

  • 可以使用闭包来实现公有方法,而通过公有方法可以访问在包含作用域中定义的变量。
  • 有权访问私有变量的公有方法叫做特权方法。
  • 可以使用构造函数模式,原型模式来实现自定义类型的特权方法,也可以使用模块模式,增强的模块模式来实现单例的特权方法。

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